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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 光強(qiáng)、光質(zhì)和培養(yǎng)基質(zhì)對馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗工廠化生產(chǎn)的影響
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)屬茄科茄屬一年生草本植物。它廣泛分布在五大洲140多個國家,總產(chǎn)和栽培面積居世界糧食作物的第4位。馬鈴薯適合扎根于多種生態(tài)地區(qū)，抗旱本領(lǐng)大，營養(yǎng)豐富而全面，是一種重要的糧菜兼用作物。近年來,寧夏馬鈴薯是山生產(chǎn)發(fā)展速度較快,已成為我國馬鈴薯生產(chǎn)的主產(chǎn)區(qū)之一，尤其區(qū),成為了他們脫貧致富的金豆豆。
- 詳細(xì)介紹：
- 馬鈴薯(Solanum tuberousum. L)是糧、菜、飼兼用作物,具有產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富、適應(yīng)性廣和耐儲運(yùn)等特點(diǎn)[1]。主要以無性方式繁殖，易感染多種病毒，表現(xiàn)為薯塊明顯變小、畸形、種性退化、產(chǎn)量下降等，嚴(yán)重時失去種用價(jià)值[2]。目前生產(chǎn)中主要采取莖尖剝離組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行種薯脫毒，在脫毒培養(yǎng)過程不但需要適宜的培養(yǎng)基質(zhì)，而且需要人工提供光照。培養(yǎng)基質(zhì)是作物生長的重要環(huán)境條件之一，有了適宜的生長環(huán)境，才能提高作物的生產(chǎn)質(zhì)量和生物產(chǎn)量，要想提高作物的生物產(chǎn)量，必須從脫毒基礎(chǔ)苗生長的基質(zhì)入手培育壯苗，才能保障原原種的高質(zhì)量生產(chǎn)。在大田生產(chǎn)中，關(guān)于農(nóng)藝措施與作物產(chǎn)、質(zhì)量相關(guān)的研究非常之多，如王喜枝[12]等研究認(rèn)為增施氮肥和鉀肥都可以提高小麥干物質(zhì)積累量,尤其在拔節(jié)至抽穗期單株干物質(zhì)積累，趙廣才[13]等研究認(rèn)為，各品種小麥的面筋含量和面筋指數(shù)隨灌水次數(shù)增加而升高，馬少康[14] 等研究表明，開花期和灌漿期灌水有利于小麥產(chǎn)量和千粒重的提高。張含彬[15]等研究認(rèn)為，施入一定量的氮有助于大豆根系的干物質(zhì)積累及活力提高，但是大田生產(chǎn)環(huán)境問題非常復(fù)雜，如土壤營養(yǎng)狀況、溫濕條件等難以完全控制，與組培快繁生產(chǎn)條件相比存在許多不同之處，尤其在組培快繁生產(chǎn)中，培養(yǎng)基質(zhì)的營養(yǎng)成分完全可以量化，便于操作和控制，為研究其它相關(guān)影響因素提供了優(yōu)越的試驗(yàn)環(huán)境條件，如G.-Y. KAI[16]研究了培養(yǎng)基質(zhì)接種外植體誘導(dǎo)芽分化的影響， N.N. Sikuli[17] 研究在相同的培養(yǎng)基中加入不同的離子濃度對毛狀根生物產(chǎn)量和生物堿的影響不同，劉勇[18]對脫毒苗的扦插基質(zhì)進(jìn)行了研究，唯有趙玉平[19]研究了不同培養(yǎng)基介質(zhì)對馬鈴薯脫毒試管苗的生長和生產(chǎn)成本的影響。光照是馬鈴薯組培的必備條件之一。適量的光照和適宜的光質(zhì)有助于脫毒基礎(chǔ)苗的生長發(fā)育，如果補(bǔ)充的光照不足或光質(zhì)不適宜，則引起脫毒基礎(chǔ)苗生長狀況不良出現(xiàn)弱苗；如果補(bǔ)充的光照過強(qiáng)，會使植株矮化、葉片發(fā)紅嚴(yán)重時導(dǎo)致植株死亡，同時耗費(fèi)更多的電能，造成脫毒基礎(chǔ)苗生產(chǎn)成本加大。因此，有效的光質(zhì)和適量的光照強(qiáng)度不僅是壯苗的有效途徑之一，也是降低脫毒基礎(chǔ)苗生產(chǎn)成本的重要方法之一。在這方面，國內(nèi)外科研工作者已經(jīng)做了大量的研究工作，如：陳凱、孔繁春[3,23]等研究了光照強(qiáng)度對馬鈴薯脫毒試管苗組培快繁的影響，霍鳳蘭、曾述容[1-2]等探討了光照對馬鈴薯試管薯誘導(dǎo)的影響，常宏、潘新仿[4-5]等研究了光質(zhì)對馬鈴薯試管薯形成的影響，A. Chanemougasoundharam, D. Sarkar, S.K. Pande[28]等研究了不同密封類型培養(yǎng)對馬鈴薯試管苗生長和葉綠素含量的影響，Kris Pruski, Tess Astatkie and Jerzy Nowak[29]研究了在不同介質(zhì)和光照條件下，茉莉酮酸酯對兩個馬鈴薯品種（馬鈴薯屬）的體外塊莖形成和膨脹的影響等等。綜合分析已有成果發(fā)現(xiàn)，圍繞培養(yǎng)基質(zhì)主要分析了基質(zhì)的類型[3,11,19,24]、理化性質(zhì)[7-11]，優(yōu)化了基質(zhì)配方，沒有結(jié)合不同熟性馬鈴薯生育特點(diǎn)，有針對性的研發(fā)專用材料培養(yǎng)基質(zhì)；而光照對脫毒馬鈴薯生產(chǎn)的影響重點(diǎn)進(jìn)行了光照對試管薯結(jié)薯影響的相關(guān)研究極少涉及到光照對脫毒基礎(chǔ)苗壯苗相關(guān)研究。據(jù)此，本試驗(yàn)采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分別研究了品種與基質(zhì)、光質(zhì)與光照強(qiáng)度對馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗生長發(fā)育的影響,旨在為馬鈴薯工廠化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種薯提供廉價(jià)、環(huán)保、高效的基質(zhì)材料和適宜的光質(zhì)、光照強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，為馬鈴薯脫毒種薯產(chǎn)業(yè)化組培快繁提供科學(xué)依據(jù)。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)屬茄科茄屬一年生草本植物。我們采用二因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，探討光強(qiáng)、光質(zhì)、培養(yǎng)基質(zhì)對馬鈴薯不同基因型品種脫毒基礎(chǔ)苗生長發(fā)育的影響以及光強(qiáng)、光質(zhì)、培養(yǎng)基質(zhì)對工廠化生產(chǎn)成本的影響，建立高效、快速、低成本的關(guān)鍵技術(shù)方法，解決目前生產(chǎn)中存在的成本高，生長周期長，苗弱等問題，為寧夏乃至西北地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本項(xiàng)目以細(xì)胞工程和細(xì)胞生物學(xué)為理論基礎(chǔ)，利用植物組培快繁技術(shù)，采用生物統(tǒng)計(jì)原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)，可確保試驗(yàn)的可靠性、準(zhǔn)確性和科學(xué)性。 獨(dú)到之處：1、我們從別人沒有研究過的,或者是研究不足的方面入手，建立科學(xué)、高效、快速、低成本的技術(shù)體系。2、解決目前生產(chǎn)中存在的生長周期長，苗弱的關(guān)鍵技術(shù)問題。3、解決目前生產(chǎn)中存在的成本高的問題，從而大大降低了工廠化生產(chǎn)成本，提高了工廠化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 通過該項(xiàng)目的研究，可解決目前生產(chǎn)中存在的生長周期長，苗弱的關(guān)鍵技術(shù)問題和目前生產(chǎn)中存在成本高的問題。本項(xiàng)目實(shí)施后，可提供優(yōu)質(zhì)、低成本的脫毒種苗，保證了優(yōu)質(zhì)種薯的生產(chǎn)質(zhì)量，對西部馬鈴薯種薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用，有利于推進(jìn)馬鈴薯資源優(yōu)勢向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化，對擴(kuò)內(nèi)需、保增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，同時也是馬鈴薯種薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本試驗(yàn)以大西洋、克新1號、青薯168脫毒基礎(chǔ)苗為試驗(yàn)材料，采用二因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),研究不同光質(zhì)和光強(qiáng)、基因型品種和培養(yǎng)基質(zhì)對馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗生物量、地上部和地下部形態(tài)特征的影響。結(jié)果表明： 紅光和白光對大西洋和克新１號、白光對青薯168的生物量和地上部形態(tài)葉片數(shù)、株高和莖粗的形成有利。對地下部根條數(shù)、根長形態(tài)建成而言；大西洋以紅光、克新１號以紅光和白光、青薯168以白光為佳。光強(qiáng)為2900-4600Lux能顯著提高3個品種的生物量、地上部形態(tài)建成及地下部形態(tài)建成。比較早熟基因型品種大西洋、中熟基因型品種克新1號和晚熟基因型品種青薯168在瓊脂、卡拉膠和液體培養(yǎng)基中的基礎(chǔ)苗農(nóng)藝性狀，結(jié)果表明均以液體培養(yǎng)基為最佳。在最佳培養(yǎng)條件下，可縮短馬鈴薯脫毒基礎(chǔ)苗培養(yǎng)時間9天，同時還可降低馬鈴薯工廠化生產(chǎn)成本。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 開展本課題的研究，從源頭抓起，具有立項(xiàng)針對性強(qiáng)、有特色，實(shí)驗(yàn)方法切實(shí)可行，解決了馬鈴薯工廠化生產(chǎn)組培苗成本高，生長周期長，可為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的馬鈴薯種苗，對發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有很高的現(xiàn)實(shí)意義。
參考文獻(xiàn)
- [1] 楊小琴,李善才,李增偉,等.馬鈴薯莖尖脫毒組織培養(yǎng)技術(shù)研究綜述[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科,2009,(22):85-86,88. [2] 吳興泉,陳士華,王朔,等.馬鈴薯莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2009,37(3):1039-1040. [3] 張鳳軍,張永成,毛玉金.馬鈴薯根組織培養(yǎng)與植株再生[J].青海農(nóng)林科技. 2009,(4):57-59. [4] 王巧玲,李淑芳,王麗愛.馬鈴薯脫毒試管苗壯苗培育初探[J].馬鈴薯雜志, 1999, 13(3):155-156. [5] 高 軍,張永成. 幾種植物生長調(diào)節(jié)劑對馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響[J].種子, 2009, 27 (5): 77-79. [6] 鄭 萍,朱淑婉,王火旭.馬鈴薯脫毒試管苗促壯研究[J]. 北方園藝,2008(1):186-188. [7] 郭洪蕓,傅連海.光照強(qiáng)度對馬鈴薯脫毒苗生長及微型薯形成的影響.馬鈴薯雜志，19948（4）,222-223. [8] 陳 凱,劉 穎,盧月霞.培養(yǎng)基與光照強(qiáng)度對馬鈴薯脫毒試管苗組培快繁的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科平學(xué),2005,33(9):1628. [9] 李 娟,程智慧,張國裕.馬鈴薯葉片高效再生體系的建立[J].西北植物學(xué)報(bào),2004,24(4):610—614. [10] 趙映琴,劉玉匯,王 麗,等.低磷脅迫下馬鈴薯試管苗生長及生理指標(biāo)變化研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2009,27(5):183—187.
同類課題研究水平概述
- 馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)屬茄科茄屬一年生草本植物。它廣泛分布在五大洲140多個國家,總產(chǎn)和栽培面積居世界糧食作物的第4位, 是糧、菜、飼兼用作物。 馬鈴薯又叫洋芋、洋山芋、土豆、山藥蛋,具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，含有豐富的維生素A和維生素C以及礦物質(zhì)，優(yōu)質(zhì)淀粉含量約為16.5％，還含有大量木質(zhì)素等，被譽(yù)為人類的“第二面包”。其所含的維生素是胡蘿卜的2倍、大白菜的3倍、西紅柿的4倍，維生素C的含量為蔬菜之最。 利用組織培養(yǎng)技術(shù)對馬鈴薯進(jìn)行研究開始較早，國內(nèi)的有：如郭洪蕓，傅連海研究了光照強(qiáng)度對馬鈴薯脫毒苗生長及微型薯形成的影響；史俊，王永平，霍鳳蘭等研究了蔗糖濃度及光照對馬鈴薯微型薯誘導(dǎo)的影響；陳凱,劉穎等研究了培養(yǎng)基與光照強(qiáng)度對馬鈴薯脫毒試管苗組培快繁的影響；常宏,王玉萍等研究了光質(zhì)對馬鈴薯試管薯形成的影響；季彥林,王旺田等研究了不同光質(zhì)對馬鈴薯塊莖糖苷生物堿積累的誘導(dǎo)效應(yīng)；蔡興奎，柳俊，謝從華研究了馬鈴薯栽培種與野生種葉肉細(xì)胞融合及體細(xì)胞雜種鑒定；李鳳云,盛萬民,劉昭軍等研究了馬鈴薯品種遺傳多樣性的RAPD和AFLP標(biāo)記分析；張萬明，王志明，陳開陸等研究了蒽酮比色法測定馬鈴薯淀粉深加工工藝廢液總糖含量；方志明研究了抗生素對馬鈴薯脫毒試管苗的影響。國外的有：如A. Chanemougasoundharam, D. Sarkar, S.K. Pande等研究了不同密封類型培養(yǎng)對馬鈴薯試管苗生長和葉綠素含量的影響；R. C. B. Hutten, E. J. M. M. Scholberg, D. J. Huigen等分析了馬鈴薯雙單倍體誘導(dǎo)和種子親本相互傳粉的生產(chǎn)能力；Claude Urbany, Benjamin Stich, Lysann Schmidt等在馬鈴薯遺傳協(xié)會提出了對馬鈴薯塊莖擦傷和酶組織變色的新見解；G.C. Percival, M.S. Karim and G.R. Dixon研究了光照導(dǎo)致馬鈴薯體外病原體的控制;Kris Pruski, Tess Astatkie and Jerzy Nowak研究了在不同介質(zhì)和光照條件下，茉莉酮酸酯對兩個馬鈴薯品種（馬鈴薯屬）的體外塊莖形成和膨脹的影響。
